sheng的学习笔记-hive框架原理

需要学习的前置知识：hadoop  可参考  sheng的学习笔记-hadoop-CSDN博客

相干网址
官网：http://hive.apache.org
文档：https://cwiki.apache.org/confluence/display/Hive/GettingStarted
https://cwiki.apache.org/confluence/display/Hive/Home
下载：http://archive.apache.org/dist/hive
Github地点：https://github.com/apache/hive

基础知识

什么是hive

Hive是基于Hadoop的一个数据堆栈（Data Aarehouse，简称数仓、DW），可以将布局化的数据文件映射为一张数据库表，并提供类SQL查询功能。是用于存储、分析、陈诉的数据系统，常用作离线数据堆栈
Hive的本质是：将Hive SQL转化成MapReduce程序，其机动性和扩展性比较好，支持UDF，自定义存储格式等；适合离线数据处理。
为啥用hive

直接用mapReduce有以下难点，以是在上面包了一层hive

• 学习本钱太高
  
• 开辟周期长，复杂度高
  
• mapReduce对于复杂查询开辟难度大
  

优缺点

优点：

• 使用接口采用类SQL语法，提供快速开辟的本领(简单、轻易上手)；
  
• 制止了去写MapReduce，淘汰开辟职员的学习本钱；
  
• 同一的元数据管理，可与impala/spark等共享元数据；
  
• 易扩展(HDFS+MapReduce：可以扩展集群规模；支持自定义函数)；
  
• 数据的离线处理；好比：日志分析，海量布局化数据离线分析
  

缺点：
1、延迟较高：默认MR为执行引擎，MR延迟较高。
2、不支持雾化视图：Hive支持平凡视图，不支持雾化视图。Hive不能再视图上更新、插入、删除数据。
3、不适用OLTP：暂不支持列级别的数据添加、更新、删除使用。
使用场景：

• Hive的执行延迟比较高，因此hive常用于数据分析的，对及时性要求 不高的场合；
  
• Hive优势在于处理大数据，对于处理小数据没有优势，因为Hive的执 行延迟比较高。
  

安装

windows

别试了，我最后失败了,报错创建文件失败，估计权限问题，最好弄个docker的
下载安装包

从官网下载安装包，解压安装包到（F:\workspace\arch\hive\apache-hive-3.1.3-bin），注意路径不要有空格。
设置情况变量

新增  HIVE_HOME
F:\workspace\arch\hive\apache-hive-3.1.3-bin
改一下path  ;%HIVE_HOME%\bin
处理windows的bin

办理“Windows情况中缺少Hive的执行文件和运行程序”的问题
Hive 的Hive_x.x.x_bin.tar.gz 高版本在windows 情况中缺少 Hive的执行文件和运行程序。
办理方法：
4.1、下载低版本Hive(apache-hive-2.0.0-src)
下载地点：http://archive.apache.org/dist/hive/hive-2.0.0/apache-hive-2.0.0-bin.tar.gz
或者网盘下载：https://pan.baidu.com/s/1exyrc51P4a_OJv2XHYudCw?pwd=yyds
并将bin文件更换到本身版本的Bin中

给Hive添加MySQL的jar包

下载连接MySQL的依靠jar包“mysql-connector-java-5.1.47-bin.jar”
官网下载地点：https://downloads.mysql.com/archives/get/p/3/file/mysql-connector-java-5.1.47.zip
或者网盘下载：https://pan.baidu.com/s/1X6ZGyy3xNYI76nDoAjfVVA?pwd=yyds

配置文件

创建Hive配置文件（hive-site.xml、hive-env.sh、hive-log4j2.properties、hive-exec-log4j2.properties）
配置文件目录（%HIVE_HOME%\conf）有4个默认的配置文件模板拷贝成新的文件名
原文件名    拷贝后的文件名
hive-log4j.properties.template    hive-log4j2.properties
hive-exec-log4j.properties.template    hive-exec-log4j2.properties
hive-env.sh.template    hive-env.sh
hive-default.xml.template    hive-site.xml

hive-env.sh

1. # Set HADOOP_HOME to point to a specific hadoop install directory
2. HADOOP_HOME=F:\workspace\arch\hadoop\hadoop-3.4.0
4. # Hive Configuration Directory can be controlled by:
5. export HIVE_CONF_DIR=F:\workspace\arch\hive\apache-hive-3.1.3-bin\conf
7. # Folder containing extra libraries required for hive compilation/execution can be controlled by:
8. export HIVE_AUX_JARS_PATH=F:\workspace\arch\hive\apache-hive-3.1.3-bin\lib

复制代码

有人这么配置的

hive-site.xml

windows的改成这样
修改后的 hive-site.xml 下载地点：百度网盘 请输入提取码

1.   <property>
2.     <name>hive.exec.local.scratchdir</name>
3.     <value>D:/bigdata/hive/2.3.5/data/scratch</value>
4.     <description>Local scratch space for Hive jobs</description>
5.   </property>
6.   <property>
7.     <name>hive.server2.logging.operation.log.location</name>
8.     <value>D:/bigdata/hive/2.3.5/data/op_logs</value>
9.     <description>Top level directory where operation logs are stored if logging functionality is enabled</description>
10.   </property>
11.   <property>
12.     <name>hive.downloaded.resources.dir</name>
13.     <value>D:/bigdata/hive/2.3.5/data/resources/${hive.session.id}_resources</value>
14.     <description>Temporary local directory for added resources in the remote file system.</description>
15.   </property>
16.   <property>
17.     <name>javax.jdo.option.ConnectionDriverName</name>
18.     <value>com.mysql.jdbc.Driver</value>
19.     <description>Driver class name for a JDBC metastore</description>
20.   </property>
21.   <property>
22.     <name>javax.jdo.option.ConnectionUserName</name>
23.     <value>root</value>
24.     <description>Username to use against metastore database</description>
25.   </property>
26.   <property>
27.     <name>javax.jdo.option.ConnectionPassword</name>
28.     <value>123456</value>
29.     <description>password to use against metastore database</description>
30.   </property>
31.   <property>
32.     <name>javax.jdo.option.ConnectionURL</name>
33.     <value>jdbc:mysql://localhost:3307/hive?createDatabaseIfNotExist=true&amp;useSSL=false&amp;useUnicode=true&amp;characterEncoding=UTF-8</value>
34.     <description>
35.       JDBC connect string for a JDBC metastore.
36.       To use SSL to encrypt/authenticate the connection, provide database-specific SSL flag in the connection URL.
37.       For example, jdbc:postgresql://myhost/db?ssl=true for postgres database.
38.     </description>
39.   </property>

复制代码

linux的改成root

启动hadoop 

 在Hadoop上创建HDFS目录并给文件夹授权（选做，可不做）

   hadoop fs  -mkdir       /tmp
hadoop fs  -mkdir       /user/
hadoop fs  -mkdir       /user/hive/
hadoop fs  -mkdir       /user/hive/warehouse 
hadoop fs  -chmod g+w   /tmp
hadoop fs  -chmod g+w   /user/hive/warehouse
 
  

启动Hive服务

在%HIVE_HOME%/bin目录下执行下面的脚本：
   hive --service schematool -dbType mysql -initSchema
  
使用hive

数据库

创建数据库，本质是在hadoop中新增一个目录，并在mysql中增长元数据（数据库和文件的映射，数据库信息等） 。
删除数据库会在Mysql中删除对应数据，在hdfs中删除对应文件夹
默认有个default的数据库

创建数据库 

看欣赏器的hive的文件路径，新增了一个test1.db的文件夹，这个数据库下新建的表都会在test1.db的文件夹内

mysql记载test1数据库信息 

表

创建个表，本质就是创建个目录。
不指定数据库，会创建到default数据库中，在hdfs中数据库对应文件夹创建个目录（目录名是表名），mysql进行记载映射关系和表的情况。在表款式录中的文件内容，就是这个表的数据
可以对表的字段进行增长和修改，删除

指定分割规则建表

表的实质，是hdfs的一个目录，目录中文件内容就是表的数据，文件内容可以用分隔符进行分割，好比多个字段之间的分割，多行之间的分割，在建表时可以指定分割符号，好比用逗号分割

表数据导入

数据导入到表中，有3种方法

• 本地加载到hive中
  
• hdfs文件加载到hive中
  
• 用insert语句，从另一个表中加载数据
  

本地加载到hive中，实际就是用上传的方式，将本地文件上传到hdfs中表目录中，此处是拷贝文件
hdfs文件加载hive中，实际就是把hdfs的文件，移动到hdfs表目录中，此处是移动，原文件会没了
hive是读模式，加载时不检查数据完备性，读的时候发现数据不对，就给null值，好比给一个int类型的字段很长的数字（超过存储长度，会表现null）

 表数据导出

与导入对应，导出也分为：

• 导出到本地文件
  
• 导出到hdfs中
  
• 导出到hive其他表
  

实质都是对文件的移动

内部表和外部表

建表的时候使用关键字，可以控制是内部表还是外部表
一般使用外部表，因为外部系统源源不断把数据文件传到指定系统路径，hive读取这个系统路径（非hdfs），不需要额外动作，读取表就会有数据
内部表和外部表可以相互转换

两者区别
需要注意的是，drop外部表的时候，会删除mysql内的表信息，但不会删除数据文件，因为这个文件别的系统也会用

生成数据

插入数据会触发hadoop的job，以是速度会比较慢

hive分区和分桶

Hive分区和分桶是优化Hive性能的两种方式，它们的区别如下：

分区

什么是分区

Hive分区是把数据按照某个属性分成不同的数据子集。

• 在Hive中，数据被存储在HDFS中，每个分区实际上对应HDFS下的一个文件夹，这个文件夹中保存了这个分区的数据。
  
• 因此，在Hive中使用分区，实际上是将数据按照某个属性值进行分别，然后将相同属性值的数据存储在同一个文件夹中。Hive分区的效率提升主要是因为，当进行查询使用时，只需读取与查询相干的数据分区，制止了全表扫描，节约了查询时间。
  

Hive分区的主要作用是:

• 进步查询效率: 使用分区对数据进行访问时，系统只需要读取和此次查询相干的分区，制止了全表扫描，从而明显进步查询效率。
  
• 低落存储本钱: 分区可以更加方便的删除逾期数据，淘汰不须要的存储。
  

怎样创建分区表

在Hive中，可以使用PARTITIONED BY关键字来创建分区表。以下是创建分区表的示例：

1. CREATE TABLE my_table (
2.   col1 INT,
3.   col2 STRING
4. )
5. PARTITIONED BY (dt STRING, country STRING);

复制代码

分桶

什么是分桶

Hive分桶是将数据分别为若干个存储文件，并规定存储文件的数目。

• Hive分桶的实现原理是将数据按照某个字段值分成若干桶，并将相同字段值的数据放到同一个桶中。在存储数据时，桶内的数据会被写入到对应数目的文件中，最终形成多个文件。
  
• Hive分桶主要是为了进步分布式查询的效率。它能够通过将数据分别为若干数据块来将大量数据分发到多个节点，使得数据均衡分布到多个机器上处理。这样分发到不同节点的数据可以在本地进行处理，制止了数据的传输和网络带宽的浪费，同时进步了查询效率。
  

分桶的主要作用是:

• 数据聚合: 分桶可以使得数据被分成较小的存储单元，进步了数据统计和聚合的效率。
  
• 均衡负载: 数据经过分桶后更轻易实现均衡负载，数据可以分发到多个节点中，进步了查询效率。
  

怎样创建分桶表

在Hive中，可以使用CLUSTERED BY和SORTED BY关键字来创建分桶表。以下是创建分桶表的示例

1. CREATE TABLE my_bucketed_table (
2.   col1 INT,
3.   col2 STRING
4. )
5. CLUSTERED BY (col1) INTO 4 BUCKETS
6. SORTED BY (col2);

复制代码

上述示例中，my_bucketed_table表按照col1列进行分桶，分为4个桶，并按照col2列进行排序 
分区和分桶对比

综上所述，分区和分桶的区别在于其提供的性能优化方向不同。分区适用于对于数据经常进行的聚合查询数据分析，而分桶适用于对于数据的均衡负载、高效聚合等方面的性能优化。当数据量较大、查询效率比较低时，使用分区和分桶可以有效优化性能。分区主要关注数据的分区和存储，而分桶则重点考虑数据的分布以及查询效率。
hive原理

架构图

上面的图比较丑，加一个图，但组件是干啥的，看上个图 

工作原理

序列化和反序列化

定义

1，序列化是对象转化为字节序列的过程；把内存数据转换成文件，insert就是序列化
2，反序列化是字节码恢复为对象的过程；把文件内容转换成内存数据，select就是反序列化
建表语句

用建表语句说明序列化，想要序列化，可以用以下语句建表

1. create table t1(
2. id int,
3. name string
4. )
5. row format delimited
6. fields terminated by ','
7. ;
9. 0,7369,SMITH,CLERK,7902,1980-12-17,800,null,20

复制代码

序列化要求订定换行策略和字段间分割策略，即：用什么策略区分是2行数据，用什么策略区分是2个字段的值（而不是一个字段的值）
序列化策略

row format: 用于指定使用什么策略做分析
delimited : 表示使用 org.apache.hadoop.hive.serde2.lazy.LazySimpleSerDe 进行行的内容分析，如果不写，默认的就是LazySimpleSerDe这个策略
区分字段策略

一个类用于从上面读到的记载中切分出一个一个的字段（根据指定字符作为分隔符，区分行数据和列数据）
fields terminated by: 表示用什么字符进行字段之间的分隔
lines terminated by: 表示用什么字符进行行之间的分隔
序列化是Hive----->Hadoop, 反序列化是hadoop------>Hive  。本质的区别是数据存储的情势不同

Serde

定义

• SerDe是“Serializer and Deserializer”的简称。
  
• Hive使用SerDe（和FileFormat）来读/写表的Row对象。
  
• HDFS文件-> InputFileFormat -> <key，value> -> Deserializer -> Row对象
  
• Row对象->Serializer -> <key，value> -> OutputFileFormat -> HDFS文件
  

注意，“key”部分在读取时会被忽略，而在写入时始终是常数。基本上Row对象存储在“值”中。
注意，org.apache.hadoop.hive.serde是一个逾期的SerDe库。使用最新版本的org.apache.hadoop.hive.serde2。
默认策略

如果不指明，默认的策略是LazySimpleSerDe
支持的策略：

自定义序列化

• RegexSerDe（正则化）
  
  
  1.   CREATE TABLE apachelog (
  2.   host STRING,
  3.   identity STRING,
  4.   user STRING,
  5.   time STRING,
  6.   request STRING,
  7.   status STRING,
  8.   size STRING,
  9.   referer STRING,
  10.   agent STRING)
  11. ROW FORMAT SERDE 'org.apache.hadoop.hive.serde2.RegexSerDe'
  12. WITH SERDEPROPERTIES (
  13.   "input.regex" = "([^]*) ([^]*) ([^]*) (-|\\[^\\]*\\]) ([^ "]*|"[^"]*") (-|[0-9]*) (-|[0-9]*)(?: ([^ "]*|".*") ([^ "]*|".*"))?"
  14. )
  15. STORED AS TEXTFILE;

  复制代码
• JsonSerDe
  
  
  1. ADD JAR /usr/lib/hive-hcatalog/lib/hive-hcatalog-core.jar;
  3. CREATE TABLE my_table(a string, b bigint, ...)
  4. ROW FORMAT SERDE 'org.apache.hive.hcatalog.data.JsonSerDe'
  5. STORED AS TEXTFILE;

  复制代码
• CSVSerDe
  
  
  1. CREATE TABLE my_table(a string, b string, ...)
  2. ROW FORMAT SERDE 'org.apache.hadoop.hive.serde2.OpenCSVSerde'
  3. WITH SERDEPROPERTIES (
  4.    "separatorChar" = "\t",
  5.    "quoteChar"     = "'",
  6.    "escapeChar"    = "\"
  7. )
  8. STORED AS TEXTFILE;

  复制代码

存储格式

一般情况下hive在创建表时默认的存储格式是textfile，hive常用的存储格式有五种，textfile、sequencefile、rcfile、orc、parquet。

textfile利弊:

• 基于行存，每一行就是一条记载。
  
• 可以使用任意的分隔符进行分割。
  
• 无压缩，造成存储空间大。
  

sequencefile利弊：

• 基于行存储。
  
• sequencefile存储格有压缩，存储空间小，有利于优化磁盘和I/O性能。
  
• 同时支持文件切割分片，提供了三种压缩方式：none,record,block（块级别压缩效率跟高）.默认是record(记载)。
  

rcfile利弊：

• 行列混合的存储格式，基于列存储。
  
• 因为基于列存储，列值重复多，以是压缩效率高。
  
• 磁盘存储空间小，io小。
  

orc利弊：

• 具有很高的压缩比，且可切分；由于压缩比高，在查询时输入的数据量小，使用的task淘汰，以是提升了数据查询速度和处理性能。每个task只输出单个文件，淘汰了namenode的负载压力。
  
• 在ORC文件中会对每一个字段建立一个轻量级的索引，如：row group index、bloom filter index等，可以用于where条件过滤。
  
• 查询速度比rcfile快；支持复杂的数据类型；
  
• 无法可视化展示数据；读写时需要消耗额外的CPU资源用于压缩和解压缩，但消耗较少；
  
• 对schema演化支持较差；
  

parquet利弊：

• 具有高效压缩和编码，是使用时有更少的IO取出所需数据，速度比ORC快，其他方面类似于ORC。
  
• 不支持update和ACID。
  
• 不支持可视化展示数据。
  

参考文章
02 Hive - Hive的架构与工作原理_哔哩哔哩_bilibili
怎样通俗地明白Hive的工作原理？ - 知乎
快速了解下Hive基本原理 - 知乎
Windows下安装Hive（包安装成功）_windows安装hive-CSDN博客
百度安全验证
https://www.cnblogs.com/halberd-lee/p/12990357.html
https://download.csdn.net/blog/column/9122766/126776080

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